Проектирование оросительной сети при поливе дождеванием

 

3.3 Характеристика  машин для полива дождеванием

 

Самоходная многоопорная автоматизированная дождевальная машина ДМУ «Фрегат»  предназначена для полива в движении по кругу (по ходу часовой стрелки)  всех сельскохозяйственных культур, за исключением садов и виноградников. Вода в машину забирается из гидрантов закрытой оросительной сети или из скважины  с водоподачей стационарными или передвижными насосными   станциями. Расстояния между гидрантами - водовыпусками на полевых трубопроводах должны быть равными двойной длине дождевального крыла машины. Оросительная вода должна поступать в машину чистой. Размер взвешенных частиц в воде не должен превышать 0,5 мм, а твердый осадок—5 г/л. В противном случае воду пропускают через фильтр, устанавливаемый рядом с неподвижной опорой.

   «Фрегат» представляет собой  многоопорный колесный трубопровод, установленный на А - образных колесных опорах тележках велосипедного типа. Машина выпускается   в двух исполнениях:

1. «Фрегат-1» (марки ДМУ-А...) — с трубопроводом диаметром  152,4 мм с гибкими вставками для работы на полях со сложным рельефом;

     2.  «Фрегат-2»  (марки ДМУ-Б...), — с трубопроводом диаметром 177,8 и 152,4 мм, в трубопроводе  нет   гибких вставок.

Машина «Фрегат» имеет 17 модификаций по длине, 21 по поставкам  и 48 по расходам воды.

    Жесткость соединений  трубопровода    обеспечивается  системой растяжек. Равномерное распределение оросительной воды по полю вдоль трубопровода осуществляется различными конструкциями дождевальных аппаратов, установнных на концах ферм-открылков. Длину фермы   дождевальной машины и расход воды регулируют с учетом рельефа орошаемого поля, его размеров и конфигурации.

    Дождевальная машина  состоит из неподвижной   центральной опоры с поворотным колесом, водопроводящего трубопровода, несущих конструкций и ходовой части, дождевальных аппаратов и автоматических устройств системы управления и защиты. В процессе работы машина,   двигаясь вокруг неподвижной центральной опоры, производит полив по всей длине трубопровода.

   Источником энергии для  работы гидроприводов самоходных  тележек, а также дождевальных  аппаратов, служит давление воды, подаваемой в машину. Гидропривод действует следующим образом. Отбираемая из трубопровода вода через фильтр под давлением поступает в дроссельный клапан и далее по шлангу через клапан-распределитель в гидроцилиндр. Последний под давлением поднимается   и тянет за собой силовой рычаг, который, поворачиваясь вокруг   оси, передает усилия на толкатели,   а те в свою   очередь—на почвозацепы колес и приводят их в движение.  

   Скорость движения дождевальной  машины, а следовательно и поливная норма устанавливаются вручную путем поворота рукоятки клапана-дозатора, регулирующего расход воды в гидроцилиндре концевой тележки (скорость движения остальных самоходных тележек автоматически регулируется в соответствии со скоростью концевой тележки).

Автоматическая остановка машины «Фрегат» при авариях производится специальным устройством, находящимся  на последней тележке. Принудительная остановка  машины выполняется оператором путем размыкания ртутного выключателя на неподвижной опоре.

   Машину можно использовать на орошаемом севообороте на одной или нескольких, позициях. Транспортировку машины с позиции на позицию осуществляют трактором. Перед буксировкой машины колеса на всех ее тележках поворачивают на 90°, а рычаги толкателей приподнимают и закрепляют на рамах.

   Техническая характеристика  различных модификаций машины  «Фрегат» и технологическая схема  орошения приводятся в приложении №3 и №4.

 

   Дождевальная машина  ДФ-120 “Днепр” представляет собой электрифицированную многоопорную машину фронтального действия. Предназначена она для полива различных сельскохозяйственных культур, включая и высокостебельные. Полив осуществляется позиционно от гидрантов закрытой оросительной сети. Расстояние между гидрантами – 54м.

   Машина состоит из следующих  основных частей: опорных тележек, водопроводящего пояса, ферм-открылков, дождевальных аппаратов, заборного устройства, электропривода, механизма управления и передвижной электростанции, навешенной на колесном тракторе. Длина машины 448м. Смонтирована она на 17 опорных самоходных тележках, оборудованных мотор-редукторами. Мотор-редуктор каждой тележки имеет мощность 1,1 квт, напряжение – 220 В.

  Для обеспечения движения  машины по направлению оси  трубопровода, т. е. транспортировки  машины с одного поля на  другое, опорные колеса с помощью быстроустанавливающихся устройств разворачивают на 90º.

  Колеса диаметром 1300мм, шириной  обода 176,5мм имеют 24 почвозацепа  в виде шипов.

   Водопроводящий пояс, состоящий  из отдельных металлических труб  сечением 177,8*1,8 мм, длиной 9м, соединенных  между собой фланцами, монтируется системой тросов. На опорных тележках поперек водопроводящего пояса крепятся фермы-открылки, а также труба-стояк, служащая опорой для крепления тросов открылков и водопроводящего пояса.

  Ферма-открылок состоит из двух труб длиной по 13,7м, отходящих в разные стороны от водопроводящего трубопровода в местах соединения с опорными самоходными тележками. Диаметр труб открылков переменный, от 48 до 63,6мм. В конце открылков установлено 34 дождевальных аппарата “Роса-3” с секторным поливом. Для обеспечения равномерного распыления дождя по длине машины сопла аппаратов имеют различные диаметры.

Водозаборные устройства смонтированы с обеих сторон трубопровода, что позволяет подключать машину к гидрантам с любой стороны.

Техническая характеристика среднеструйной электрифицированной многоопорной дождевальной машины   ДФ-120  «Днепр» и технологическая схема орошения   приводятся в приложении №1и №2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Расчет основных элементов техники полива

 

После обоснования выбора той или иной дождевальной машины в проекте рассчитаны элементы техники полива принятой машины и приведены её подробные конструктивные и технические характеристики.

Для полива применены дождевальные устройства, которое обладают наибольшим числом положительных показателей в данных конкретных хозяйственных и природных условиях.

В зависимости от характера работы дождевальных машин (позиционно, по кругу или при прямолинейном движении) величину поливаемой площади (F) определяем следующим образом:

для дождевальных машин, работающих позиционно («ДКШ-64», «ДФ-120»).

F = b *а,                                               (4-1) 

где  b - ширина площади, поливаемой с одной позиции, м;

       а - длина площади, поливаемой с одной позиции, м;

Считаем площадь полей для «ДФ-120»:

1000000=920*b

b=1080 м

F=920*1080=993600м2=99,3 га

Считаем площадь полей для ДМУ «Фрегат» :518-90:

F=1036*1036=1073296м2=107,3га                            (4-2)

 

Расчет основных элементов техники для ДФ -120 «Днепр»

Суточная производительность дождевальных машин или установок при круглосуточной их работе (в несколько смен) определяется по формуле:

           Fсут = 3,6* Qм *t*Ксут                                                  (4-3)

                                       m * Ки

        где Fсут – суточная производительность дождевальной машины, га;

       t – время работы на позиции, мин;

               m – поливная норма, m= 650 м³/га;

       Ки–коэффициент испарения, учитывающий потери воды при дождевании, Ки =1,1;

      Qм – расход воды, подаваемый дождевальной машиной, л/с;

     Ксут – коэффициент использования времени суток;

 

 

Fсут = 3,6* 120*16*0,75    = 7,2га 

                               600*1,2

     

Сезонная производительность дождевальных машин и установок зависит от оросительной нормы, продолжительности поливного периода и степени загруженности машины.

Сезонную производительность можно определяется по формуле:

 

  Fсез =  3,6* Qм *Ксут* Ксез* T*t                                                               (4-4)

                           Mср * Ки

где Fсез – сезонная производительность дождевальной машины, га;

       T – продолжительность поливного периода в сезоне (определяется по укомплектованному графику водоподачи на севооборотный участок)    T = 100 – 120 суток;

          Мср - оросительная норма, средняя   для орошаемого севооборотного участка,  м³/га, Мср=4100 м3/га;

 Ксез - коэффициент использования рабочего времени в течение сезона.                          Осредненный коэффициент использования рабочего времени в течение сезона  Ксез дождевальными машинами и установками:  Ксез =0,86

 

 Fсез =  3,6* 120 *120* 16* 0,75*0,86   = 108,7га

                                  4100 *1,2

 

Продолжительность полива на одной позиции зависит от величины поливной нормы и определяется из соотношения:

 

                              tпоз = 0,1* m * Ки                                                                              (4-5)                                            

                                               Рср       

Определение среднюю интенсивность дождя по формуле:

                             Рср = 60*Qм ,                                                                (4-6)

                                          Fпоз

где m – поливная норма, м³/га;

       Ки – коэффициент испарения, учитывающий потери воды при дождевании;

      Fпоз – орошаемая площадь, м²;

      Qм – расход воды, подаваемый дождевальной машиной, л/с.

  мм/мин

 

   мин.

Расчет основных элементов техники для ДМУ «Фрегат» 518-90

 

 Fсут = 3,6* 90*16*0,86    = 5,3га 

                               700*1,2 

     

 Fсез =  Fпоз= π*l²=3,14*518²=842537 м²  = 84,3га                         (4-7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Водосборно-сбросная сеть

 

Водосборно-сбросную сеть каналов предусматривают для организованного сбора и отвода с территории оросительной системы:

- поверхностного стока (ливневых  и талых вод);

-  воды из распределителей  и оросителей при технологических сбросах, их опорожнении и при авариях.

Водосборно-сбросную сеть проектируем, исходя из обеспечения своевременного отвода воды из сети и с территории, она имеет минимальную протяженность и число сооружений.

Сбросные каналы располагаем по границам полей севооборотов. Их проектируем в выемке, глубиной 1-2м и совмещаем с кюветами дорог. Сбросные воды отводим за пределы орошаемого участка (при этом максимально используются естественные понижения, лощины, балки).

На закрытой оросительной сети сбросная сеть представлена опоражнивающими колодцами в количестве четырёх штук, расположенных в конце трубопроводов.

Для обеспечения слива воды из сбросных трубопроводов водосборно-сбросную сеть проектируем с уклоном не менее 0,005.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Дороги и лесополосы на орошаемых землях

 

Основная особенность сельскохозяйственных    автомобильных дорог состоит в том, что они обслуживают  транспортные связи в самом процессе сельскохозяйственного производства, неразрывно связаны с землей как средством производства.

Сельскохозяйственные дороги на мелиоративных системах подразделяют на следующие группы:

1. Межхозяйственные,

2. Внутрихозяйственные,

3. Полевые,

4. Эксплуатационные.

Полевые дороги соединяют отдельные поля и угодия с внутрихозяйственными и ближайшими   межхозяйственными дорогами. Служат для вывоза сельскохозяйственной продукции с полей, подвозки удобрений, проезда сельскохозяйственной техники на все поля.

Ширину земляного полотна в данном проекте принимаем для полевых: по границе участков 6м и по границе поля 5м,

На орошаемой территории земляное полотно под дорогу спроектировали с минимальным использованием орошаемой площади и с учетом неблагоприятного водного режима.

В качестве дорожной одежды применяем грунтовое покрытие.

Защитные лесные насаждения на орошаемых землях проектируем одновременно с оросительной и водосбросной сетью.

В данном проекте создаём защитных насаждений по границе землепользования хозяйства.

По границе орошаемых земель создаём лесные полосы шириной 10м из одного ряда.

После размещения на плане орошаемого участка оросительной, водосборно-сбросной и дорожной сети, лесополос производим определение площади отчуждения под все элементы сети, орошаемой площади нетто и коэффициента земельного использования.

Коэффициент земельного использования определяем как отношение орошаемых площадей нетто и брутто:

КЗИ = ,                                                           (6-1)  

где Fнт - орошаемая площадь нетто, га;

                 Fбр - орошаемая площадь брутто, га;

Fнт = Fбр - Fотч,                                                                          (6-2)

где Fотч - площадь отчуждения, га (под каналами, дорогами, лесополосами).

Площадь отчуждения определяем как произведение ширины полосы отвода под любой элемент оросительной сети на её длину и ведут в табличной форме.

Ведомость использования земельного фонда:                      Таблица №6.1.

                                                                                              

№ поля	площадь, га			отчуждения, га			КЗИ
	брутто	нетто засев.	Нетто полив.	лесополосы	дороги	всего
1	111,2	107,3	84,2	2,1	1,8	3,9	0,96
2	110,5	107,3	84,2	2,1	1,1	3,2	0,97
3	110	107,3	84,2	1,0	1,7	2,7	0,97
4	110,5	107,3	84,2	1,0	2,2	3,2	0,97
5	103,1	99,4	99,4	2,0	1,7	3,7	0,96
6	102,6	99,4	99,4	2,0	1,2	3,2	0,97
итого	647,9	628	535,6	10,2	9,7	19,9	0,97